Java中的阻塞队列

news/2024/12/2 18:42:01/

什么是阻塞队列

阻塞队列(BlockingQueue)是一个支持两个附加操作的队列。这两个附加的操作支持阻塞的插入和移除方法。

附加操作解释
支持阻塞的插入方法意思是当队列满时,队列会阻塞插入元素的线程,直到队列不满。
支持阻塞的移除方法意思是在队列为空时,获取元素的线程会等待队列变为非空。

插入和移除操作的4中处理方式
在阻塞队列不可用时,这两个附加操作提供了4种处理方式

操作Special valueThrows exception一致阻塞超时退出
Insertoffer(e)add(e)put(e)offer(e,time,unit)
Removepoll()remove()take()poll(time,unit)
Examinepeek()element()不可以不可以
返回特殊值:当往队列插入元素时,会返回元素是否插入成功,成功返回true。如果是移除方法,则是从队列里取出一个元素,如果没有则返回null抛出异常:当队列满时,如果再往队列里插入元素,会抛出IllegalStateException(“Queue full”)异常。当队列空时,从队列里获取元素会抛出NoSuchElementException异常。一直阻塞:当阻塞队列满时,如果生产者线程往队列里put元素,队列会一直阻塞生产者线程,直到队列可用或者响应中断退出。当队列空时,如果消费者线程从队列里take元素,队列会阻塞住消费者线程,直到队列不为空。超时退出:当阻塞队列满时,如果生产者线程往队列里插入元素,队列会阻塞生产者线程一段时间,如果超过了指定的时间,生产者线程就会退出。

JDK 7提供了7个阻塞队列

阻塞队列解释补充
ArrayBlockingQueue一个由数组结构组成的有界阻塞队列FIFO

创建一个公平的阻塞队列
ArrayBlockingQueue fairQueue = new ArrayBlockingQueue(1000,true);
LinkedBlockingQueue一个由链表结构组成的有界阻塞队列FIFO

此队列的默认和最大长度为Integer.MAX_VALUE
PriorityBlockingQueue一个支持优先级排序的无界阻塞队列默认情况下元素采取自然顺序升序排列。也可以自定义。
需要注意的是不能保证同优先级元素的顺序。
DelayQueue一个使用优先级队列实现的无界阻塞队列
一个支持延时获取元素的无界阻塞队列。
在创建元素时可以指定多久才能从队列中获取当前元素。只有在延迟期满时才能从队列中提取元素。

DelayQueue非常有用,可以将DelayQueue运用在以下应用场景。

·缓存系统的设计:可以用DelayQueue保存缓存元素的有效期,使用一个线程循环查询DelayQueue,一旦能从DelayQueue中获取元素时,表示缓存有效期到了。

·定时任务调度:使用DelayQueue保存当天将会执行的任务和执行时间,一旦从DelayQueue中获取到任务就开始执行,比如TimerQueue就是使用DelayQueue实现的。
SynchronousQueue一个不存储元素的阻塞队列每一个put操作必须等待一个take操作,否则不能继续添加元素。

它支持公平访问队列。默认情况下线程采用非公平性策略访问队列。使用构造方法SynchronousQueue(true)创建公平性访问的SynchronousQueue,则等待的线程会采用先进先出的顺序访问队列。

SynchronousQueue可以看成是一个传球手,负责把生产者线程处理的数据直接传递给消费者线程。队列本身并不存储任何元素,非常适合传递性场景。
LinkedTransferQueue一个由链表结构组成的无界阻塞队列(1)transfer方法
如果当前有消费者正在等待接收元素(消费者使用take()方法或带时间限制的poll()方法时),transfer方法可以把生产者传入的元素立刻transfer(传输)给消费者。如果没有消费者在等待接收元素,transfer方法会将元素存放在队列的tail节点,并等到该元素被消费者消费了才返回。

(2)tryTransfer方法
tryTransfer方法是用来试探生产者传入的元素是否能直接传给消费者。如果没有消费者等待接收元素,则返回false。和transfer方法的区别是tryTransfer方法无论消费者是否接收,方法立即返回,而transfer方法是必须等到消费者消费了才返回。

对于带有时间限制的tryTransfer(E e,long timeout,TimeUnit unit)方法,试图把生产者传入的元素直接传给消费者,但是如果没有消费者消费该元素则等待指定的时间再返回,如果超时还没消费元素,则返回false,如果在超时时间内消费了元素,则返回true
LinkedBlockingDeque一个由链表结构组成的双向阻塞队列双向队列因为多了一个操作队列的入口,在多线程同时入队时,也就减少了一半的竞争。
相比其他的阻塞队列,LinkedBlockingDeque多了addFirst、addLast、offerFirst、offerLast、peekFirst和peekLast等方法

什么是线程公平的访问队列?
所谓公平访问队列是指阻塞的线程,可以按照阻塞的先后顺序访问队列,即先阻塞线程先访问队列。

-----------------------------------------------------------------------------摘自 书名:Java并发编程的艺术 作者:方腾飞;魏鹏;程晓明


http://www.ppmy.cn/news/79478.html

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